基于新型智能电表的设计分析

基于新型智能电表的设计分析

汕头市中宏电力工程安装设计有限公司515100

摘要:本文主要对新型智能电表的设计进一步的分析和了解。智能电表是智能电网的终端设备,是电压、电流等数据采集的重要设备,在电力部门和用户之间建立了沟通的桥梁。

关键词:新型智能电表;设计;技术;系统组成

引言:

随着科学技术的发展以及绿色经济,环境保护概念的影响,国家和社会要求电网企业进一步提高运行效率、供电质量、供电可靠性和服务质量,促使电网向着智能化的方向不断进步。智能电表作为智能电网建设的关键终端产品之一,对于电网实现信息化、自动化、互动化具有重要支撑作用;智能电表的广泛应用能够提高电力企业的经营效率,促进节能减排,增强电力系统的稳定性。

一、新型智能电表的概念

智能电表作为新时代的电力计量设备不但具有传统电表的功能,同时还具有实时监控以及信息交流、智能控制以及数据处理等功能,作为新型电网建设的终端设备,实现了智能化电能管理、交费。型智能电表具有让用户交费对智能IC卡进行充值后并输入电表中,电表才供电,当卡中余额不足时,电表就会自动断电,同时,也给用户的购电信息实行微机管理,查询、统计、收费及打印票据等提供了便利条件。另外,通过智能电表,管理系统可以直接获取用电终端的设计情况,实时的管理、查询并进行统计、收费,为电力工作提供了巨大的便利。

二、新型智能电表的系统组成

1.智能远传表

远传表是在传统计量表之上增加爱脉冲输出功能后的计量表的统称,其计量方式基本同于传统计量表。远传表是具有脉冲输出的水表、电表、气表、热表等计量表的统称,远传表的计量方式与传统表基本相同,但远传表在原传统表上增加了脉冲输出功能,发出的每一个脉冲都能记录一定的计量值,然后使智能采集器远传表输出端口采集脉冲。

2.智能采集器

智能采集器主要功能是能同时采集水表、电表、气表、热表等输出的脉冲信息,同时将这些脉冲信息进行转换,成为认可的计量的物理量,然后将这些物理量存储在各采集器的存储器中,继而通过管理计算机,对所采集的信息进行查询,即对任意用电数据信息进行查询,并依照管理计算机命令对信息进行处理。

3.智能转换器

该结构主要是同采集器进行数据通讯,通过智能转换器还可以对采集器进行电量数据冻结命令的下达。采集器采集到的数据会定时的想转化器进行发送,另外,智能转换器还可以针对性的对某组电表或某一电表进行数据的接收,并同主站进行通讯。

4.智能系统管理软件

智能系统管理软件的基础是通讯,核心是数据库,智能系统管理软件具有提供数据处理、查询、统计、报表、备份等多种功能,智能系统管理软件可以采用面向对象,也可以模块化,能灵活支持不同客户要求,譬如特殊格式报表、权限控制等状况。同时智能系统管理软件具有网络通信功能,可以与其它管理软件接口,对设置通讯参数;电表管理,设置电表的原始参数、地址、及其状态;费率管理等都可以可设置多种费率,以及管理用户的结算方式等功能。

三、智能电表技术的分析

(1)电能计量。可以计量各相有功能量和无功能量以及总的有功能量和无功能量。

(2)基本电力参数测量。能够对电压有效值、电流有效值、有功功率及有功能量、无功功率及无功能量、视在功率、频率、功率因数等基本电力参数进行测量。

(3)电能质量监测。能够对电压偏差、电压波动、三相电压不平衡、谐波、电压骤降、电压中断、频率偏差等电能质量参数进行监测。

(4)显示功能。通过LCD屏显示各类电力参数和电能质量参数。

(5)通信功能。智能电表含有RS485接口,能够实现量数据上传。

(6)时钟。智能电表内置时钟电路,可以用来作为日历或计时。

四、智能电表的设计分析

智能电表的结构框图,智能电表由电源模块、计量模块,数据存储模块,控制器模块,通讯模块,显示模块以及按键部分组成,如下图所示;

(1)电源模块。电源模块主要用于给控制器、计量芯片以及通讯模块提供工作电源,要求稳定,可靠。

(2)计量模块。计量模块是智能电表的关键部分,主要用于对采样电流、采用电压进行电能计算,对电能参数进行存储,计量芯片和CPU之间以SPI通信接口进行数据交换。

(3)通信模块。用于实现智能电表的通讯功能。

(4)处理器模块。处理器是智能电表的“大脑”,是电表的核心部分,它与产品的各主要模块均有联系,它能够从计量模块中读取电能参数,对其进行计算,能够将电力参数和电能质量参数显示到LCD屏上,通过按键对显示屏中的参数进行选择,与通讯模块交互信息,控制数据上传。

五、新型智能电表的发展趋势

作为国家发展不可或缺的能源物质,电力成为了社会进步以及经济发展的推动者。随着我国经济的快速发展和中美等国家智能电网概念的提出和建设,与之相配套的智能电表成为关注焦点。同时,我国今年施行了进入智能电网全面建设阶段和新一轮农网改造升级工程。智能电表被广泛应用,市场容量逐年扩大,对我们的生活也产生了越来越多的有利影响,同时也在潜移默化的改变着我们的生活。在智能电表技术中,我国的科研人员还会继续进行技术革新和研发,以网络管理作为基础环境,加强集中式智能管理系统的应用。并结合网络通信技术,通过科学的电能计算方式满足供需要求。另外,还会进一步加强电力系统的谐波检测等管理功能,提高电能质量监测功能。新型智能电度表的在线监测、在线管理功能将得到进一步的完善,电网安全有着广阔的应用前景。

参考文献:

[1]智能电表可靠性预计的优化模型[J].孙谊媊,李宁,董小顺,袁铁江.电力科学与技术学报.2017(03)

[2]基于智能电表通信电路的研究与设计[J].牟向阳,吴国强,陈新春,侯鸾,郭飞.现代科学仪器.2013(05)

[3]电网和电网技术发展的回顾与展望——试论三代电网[J].周孝信,陈树勇,鲁宗相.中国电机工程学报.2013(22)

[4]王思彤,周晖,袁瑞铭等.智能电表的概念及应用[J].电网技术,2010,34(4):17-23.

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